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2017年出售全球近2成比特币算力 7纳米芯片大幅提升挖矿效率

六合咨询 2018-08-10 13:32:59
嘉楠耘智专注ASIC(集成电路)芯片及其衍生设备设计、研发、销售,并提供相应解决方案及技术服务。公司芯片产品及设备主要应用于重复计算领域,具备快速、高效处理海量重复计算能力,主要为数字区块链体系基础计算设备、人工智能产品提供算力支持。公司初期以比特币矿机切入,受益于比特币挖矿算力需求高速增长,持续迭代比特币矿机产品,衍生推出可挖矿电视机、取暖器,赋能传统家电,进军家用矿机市场;并向其他加密货币挖矿设备延伸,发布莱特币矿机,拓展产品品类;基于重复计算ASIC芯片在人工智能运算领域潜力,积极布局人工智能芯片产品。
 
公司专注比特币矿机领域多年,持续迭代高性能矿机产品。公司2013年成立,主要研发、生产、销售“阿瓦隆”品牌比特币矿机。公司2015年批量生产28纳米ASIC芯片,成功使用当时全球区块链解决方案最先进工艺;2016年批量生产16纳米ASIC芯片,成为16纳米ASIC芯片领域先行者;2018年完成7纳米ASIC芯片设计流片(试生产),2018年8月实现批量生产,进一步大幅提升比特币矿机性能,大幅降低矿工挖矿成本,将刺激矿工升级换机。根据Frost & Sullivan(弗若斯特沙利文)数据,公司2017年比特币挖矿机出货量全球第二,2017年售出产品算力总量占市场售出矿机算力总和的19.5%。
 
全球2017年比特币矿机市场竞争情况

 
资料来源:Frost & Sullivan、六合咨询
 
注:1H/S即每秒运算一次,1EH/S=1x10^18H/S
 
公司基于多年比特币矿机研发经验积累,向其他加密货币领域延伸,推出莱特币矿机。公司针对不同加密货币算法,积极开发不同种类ASIC芯片,在其他类别加密货币演变至需要更高算力时,满足市场对高效能及重复计算产品的潜在需求。公司推出12纳米芯片莱特币L系列矿机,预计2018年Q4量产,预售订单超过0.54亿元。
 
公司布局人工智能领域,推出16纳米人工智能ASIC芯片。公司2016年开始研发人工智能应用的ASIC芯片,2018年5月完成前端集成电路芯片设计,预计2018年Q4量产边缘运算芯片(KPU)。公司边缘运算芯片设计有人工神经网络加速器及高性能处理器,主要提供多样化、实时及脱机人工智能应用,目标应用于语音交互、自然语言、图像识别、物联网等领域。公司签订人工智能芯片订单0.38亿元,实际购买金额在样片成功测试后,参考产品当时市场价格调整。
 
公司依托核心芯片技术支撑,研发全球第一台区块链智能电视,进军家用矿机市场。公司2018年7月31号预发布全球第一款区块链智能电视,电视搭载公司超算芯片与安卓交互系统,采用43英寸4K屏幕,比特币挖矿算力达2.8TH/S,能耗比为100W/T。用户可通过云端控制虚拟货币交易系统,实现看电视娱乐的同时参与挖矿,并可直接利用虚拟货币挖矿收益兑换影视内容及实体礼品。
 
公司产品算力强大、能耗低、可靠度高,获得广泛市场认可,复购率达33%。截至2018年3月,公司累计超过1,100名客户,2017年出货量29万套;2018年Q1共售出11万套(+176%)。新一代阿瓦隆矿机 A9 采用台积电7纳米芯片,拥有低功耗、体积小、耐高温、性能强等技术特点,使算力由前代阿瓦隆矿机A851的14.5TH/s(功耗1,450W),提升一倍多至最高30TH/s(+107%),功耗仅增长18.6%至1,720W,性能显著提升。公司产品不断迭代,创造持续的替代需求,2016年客户约1/3于2017年再次购买公司产品。
 
公司集成电路流片(试生产)成功率高、良品率高,持续提高经营效率及盈利能力。公司2015年6月至今,共完成5次流片,覆盖28纳米、16纳米、7纳米ASIC芯片,均于首次即成功流片,高流片成功率助力公司节约开发成本,缩短开发期间。公司持续提高良品率,首批产品可达到高良品率,2017年生产16纳米ASIC芯片终测良品率达96%。
 
公司采用无晶圆厂模式,由第三方代工厂代工。晶圆指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片;无晶圆厂模式指,公司在IC(集成电路)制造工艺的各个阶段,包括晶圆制造以及IC封装及测试,由第三方代工厂代工。公司目前IC制造与台积电合作,IC封装及测试与SPIL、日月光(日月光2018年初收购SPIL)及STATS ChipPAC合作。台积电是全球最大半导体专门代工厂;日月光及A股上市公司长电科技(代码600584,为STATS ChipPAC母公司)是全球最大IC封装及测试服务提供商之一。
 
比特币全网算力呈指数型增长,市场对矿机需求旺盛,公司产品销量猛增。2016~2017年比特币交易价格大幅上涨,公司产品一度供不应求。阿瓦隆产品A7系列2017年提高平均售价后(销售均价较2016年上涨7.5%),销量依然呈现爆发式增长。阿瓦隆系列产品收入由2016年3.1亿增加到2017年13.0亿(+314%),主要因为销量由9.4万台增至29.5万台(+214%)。
 
公司产品销售情况

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
比特币矿机需求猛增,带动公司收入保持高增长,利润率持续扩大。公司2015~2017年营收年复合增长率达428%,2015~2017年净利润年复合增长率达1,445%。总收入:2015~2017年分别为0.48亿、3.2亿(+562%)、13.1亿(+314%);净利润:2015~2017年分别为0.02亿、0.53亿(+3,377%)、3.61亿(+587%);毛利率:2015~2017年分别为29.1%、41.7%、46.2%;净利率:2015~2017年分别为3.2%、16.6%、27.6%。
 
公司2013年成立,目前共有7家全资子公司,2018年3月末员工人数为234人。2016年6月9日,创业板上市公司鲁亿通(300423.SZ)发布公告,拟以24.6元/股非公开发行8,138万股,并支付现金10.6亿,合计30.6亿,收购嘉楠耘智100%股权。2016年9月30日,鲁亿通公告因国内证券市场环境、监管政策等客观情况发生变化,终止筹划购买嘉楠耘智100%股权重大资产重组。2017年8月公司申请挂牌新三板,2018年3月撤回挂牌申请,2018年5月申请香港联交所上市。
 
公司2018年3月末员工结构

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
公司总股本5亿股,一致行动人董事会主席、CEO张楠赓,执行董事刘向富,执行董事李佳轩分别通过Flueqel Ltd(持股100%)、Urknall Ltd(持股100%)、Ouroboros Ltd(持股100%)持有公司17.6%、17.6%、17.2%股权,合计持有公司52.4%股权,为公司控股股东、实际控制人。
 
公司股权结构图

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
注:1、Warbeast Limited为张楠梗与CreditSuisse Trust Limited(受托人)成立的全权信托2、ATLUE Limited为李佳轩与CreditSuisse Trust Limited成立的全权信托3、Flueqel Ltd为张楠赓名下Warbeast Limited全权信托100%持有4、Ourobros Ltd为李佳轩名下ATLUE Limited全权信托100%持有公司核心管理团队在区块链领域深耕多年,研发经验丰富。公司董事会主席、CEO张楠赓,35岁,北京航空航天大学博士,曾任遥感通讯技术研究所助理工程师,2011年研发基于FPGA的比特币矿机;2013年将ASIC芯片引入比特币挖矿领域。公司执行董事刘向富,长春大学计算机学士,35岁,积累丰富的软硬件开发及项目管理经验。公司执行董事李佳轩,北京航空航天大学硕士,33岁,曾任中星微电子集成电路工程师,参与多个IC(集成电路)设计及研发项目。
 
公司研发团队平均七年产品开发经验,为全球少数拥有7纳米芯片技术团队。公司2018年8月8日宣布7nm芯片成功量产,为全球首个量产7纳米芯片装置,比Intel、苹果、NVIDIA更早实现7nm芯片量产,虽然挖矿芯片架构较单纯,但受中兴事件影响,在国家竞争层面,具有战略意义。截止2018年3月,公司研发团队人数94人(占总人数40%),34名成员硕士以上学历;其中38人专注开发人工智能产品,28人开发区块链产品,23人开发软件算法产品,5人开发IC供应链。随着公司继续开发人工智能应用ASIC芯片,研发开支由2015年0.05亿增至2017年1.06亿,上涨近20倍。
 
公司研发费用情况(单位:百万元)

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
全球比特币挖矿算力竞争加剧,矿机需求旺盛,人工智能芯片市场潜力大“挖矿”芯片从CPU进化到专用集成电路,ASIC矿机成为主流。中本聪2008年发表论文《比特币:一种点对点的电子现金系统》;比特币网络2009年1月上线,比特币诞生,根据算法设计,比特币总量为2,100万个,初期约每10分钟新产生50个比特币,大约每4年产量减半1次,经过2012年、2016年2次产量减半,目前约每10分钟新产生比特币12.5个,截至2018年8月8日,已挖出近1,720万个比特币,预计到2140年挖出全部2,100万个比特币。
 
获取新生成比特币又叫做“挖矿”,挖矿设备获取新生比特币的能力取决于其计算能力(算力)大小。比特币区块链计算设备芯片经历四个阶段,包括CPU(中央处理器)、GPU(图形处理器)、FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路),其中ASIC芯片为区块链计算量身定制,成为主流区块链计算设备芯片,计算速度达到TH/S级别(即每秒1万亿次运算,1H/S即每秒运算一次,1TH/S=1x10^12H/S)。
 
全网算力持续增长,“挖矿”逐渐成为计算机性能竞争。2011年5月以前,初期挖矿采用CPU芯片,后来GPU并行计算能力被运用到挖矿中,当时参与挖矿的算力并不充裕,关注度较为有限。挖矿行为2011年开始逐渐普及,人们发掘专业芯片FPGA用于输出算力,能耗只有GPU挖矿的1/4,比特币开始越来越紧密地与现实资源相联通。2012~2013年人们发现,利用ASIC芯片挖矿,与同等工艺FPGA芯片相比,执行速度更快、更节能,大规模部署生产成本也比FPGA芯片低廉,助推全网算力迅速增长。2013年至今,全网输出算力(全网参与比特币挖矿设备算力总和)从2.5TH/s飙升至46EH/s(1EH/S=1,000,000TH/S=1x10^18H/S),增长超过1,840万倍。
 
全球区块链硬件市场增长快速,预计2020年将达千亿人民币市场规模。加密货币挖矿机构成绝大部分区块链硬件,区块链硬件需求在2016~2017年加密货币价值上升,及推出新矿机驱动下,增长强劲。根据Frost & Sullivan数据,全球区块链硬件收入从2012年0.7亿预计增长至2018年456亿,预计年复合增长率达194%;受益于区块链技术在各行各业广泛应用,将推动区块链硬件需求增长,预计2020年全球区块链硬件规模将达985亿人民币。
 
全球区块链硬件市场规模

 
资料来源:Frost & Sullivan、六合咨询
 
人工智能芯片市场潜力大,ASIC芯片需求持续增长
 
ASIC芯片具备深度学习优势,ASIC将替代CPU。深度学习主要由训练及推断组成,需大量重复计算能力,CPU、GPU、FPGA、ASIC芯片多用作深度学习加速器。其中由于CPU串行处理效率低,将在模型训练及推理应用方面失去市场份额。ASIC芯片可执行并行计算,实现流水处理,大幅减少输入与输出的延时比。并且ASIC芯片可通过定制增强功耗效率,对特定算法及数据结构实现更佳运算,未来CPU芯片市场份额将被ASIC芯片替代。
 
人工智能应用芯片类型

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
人工智能芯片正从通用处理器转向定制处理器,ASIC芯片将占据未来人工智能算力市场的重要部分。根据Frost & Sullivan数据,预计全球人工智能芯片市场规模将由2017年52亿美元增长至2020年153亿美元,年复合增长率43.3%;其中ASIC芯片市场增速将加快,将由2017年10亿美元增至2020年46亿美元,年复合增长率66.0%。
 
人工智能领域芯片市场规模(单位:十亿美元)

 
资料来源:Frost & Sullivan、六合咨询
 
公司主要竞争对手

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
主要竞品对比

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
公司持续高速迭代产品,发力国际市场
 
公司芯片工艺先进,产品保持“月更新、季改款、年迭代”速度。目前市场上主流ASIC芯片为110纳米、55纳米、28纳米、16纳米、12纳米、7纳米制程(指的是晶体管的栅极长度,用于表征集成电路的集成度高低,制程尺寸越小,代表每个晶体管所占面积越小,集成度就越高)。公司利用先进的芯片制程,2015~2017年持续推出28纳米、16纳米制程的新款机型;目前主打16纳米制程第二代A821、A841,及2018年7月推出7纳米制程的A9系列。
 
公司产品迭代情况

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
公司部分主要产品简介

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
公司产品提供市场领先性能,维护成本低。公司量产AvalonMiner841产品名义算力为每秒13Thash,能耗为1,290瓦,在算力及能源效率方面处于市场领先地位。公司通过在芯片结构中应用硅,定制封装及系统集成的独特组合,自研16纳米ASIC芯片热密度(可靠性的重要计量方式)超过每平方毫米1瓦,超过比特币挖矿顶级GPU、CPU一般限制的两倍。公司产品故障率低至4%,低于行业平均17%,相应降低客户维护成本。
 
公司产品主要直接向最终用户销售,客户集中度逐年降低。公司目标客户为正在参与或计划参与比特币挖矿的个人或企业,按先付先得向客户提供产品。公司客户较为分散,客户累计数由2015年28名增加到2017年904名,截至2018年3月超过1,100名。2015~2017年公司最大客户销售额分别总收入的25.1%、16.3%、11.4%,前五大客户销售额分别占总收入的78.3%、44.2%、27.1%。
 
公司累计客户情况(单位:名)

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
公司早期主要拓展国内市场,逐步扩大国际市场。公司早期专注国内市场,2015~2016年国内市场销售占比超过99%;2017年开始拓展国际市场,来自国外客户销售收入1.1亿元,占总收入8.5%,主要销往美国、瑞典等国。公司持续发力国际市场,由9名销售人员组成国际销售团队,助力国际市场份额提升。公司优先向具有成熟挖矿计划或能够获得成本较低能源供应的客户分配,因其具有大量或重复购买潜力。
 
公司产品主要在中国境内销售(单位:百万元)

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
公司产品定价主要受比特币挖矿收益影响,根据市场情况调整价格。公司产品价格主要受挖矿在一段时间内的预期经济回报影响,而挖矿回报受到若干其他因素影响,包括每秒算力、耗电量等。公司积极观察市场,并调整产品价格;因出口增值税退税,有时以较低价格向境外客户销售产品。公司要求现货客户全额付款;最长3个月预售期的客户,需预付30%~50%货款,余额在运送产品前结清。公司在少数情况下,允许大客户或长期客户在运送产品前支付部分货款,余款在收到产品后结清。公司国内客户以人民币付款,海外客户主要以美元付款。
 
公司营销团队分析当前市场及技术趋势,积极推广最新研发成果。公司为吸引目标客户,积极推广最新研发成果,展示相应样品。公司2018年上半年开始推广人工智能芯片,并提供示范及展示介绍,通过社交媒体活动与现有及潜在客户沟通。由于近年比特币价格整体上涨,及对比特币挖矿带来经济回报的强烈预期,公司产品需求强劲,除新产品相关营销工作外,目前并无任何活跃客户获取计划。
 
公司与全球领先供应商合作,月产能12万套
 
公司是无晶圆厂IC(集成电路)设计企业,从事IC产品开发链的主要部分,即前端及后端IC设计。公司主要进行自主IC设计,与第三方供货商合作,制造、封装、测试IC产品,自主采购有关IC组件,组装最终产品。
 
公司产品生产流程

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
公司与全球领先供应商合作,包括台积电、SPIL、日月光、STATS ChipPAC等。台积电为全球最大半导体专用代工厂;日月光、STATS ChipPAC母公司长电科技为全球领先IC封装及测试服务提供商。公司2015~2017年,向最大供货商台积电采购额分别占采购总额的75.7%、66.2%、63.5%,向前五大供应商采购额分别占采购总额的90.8%、83.1%、76.5%。
 
公司2015年开始与台积电合作,台积电目前是公司唯一IC制造代工厂商。公司与台积电制定半年度采购计划,以便其分配生产资源,并根据业务需要下达实际订单。台积电接受订单后,公司需预付全款,确保取得相应产能。公司提交订单到台积电交付晶圆的平均时间约为3个月。
 
公司分别于2015年、2016年、2017年开始与日月光、STATS ChipPAC、SPIL合作,完成IC封装及测试。根据协议,公司向封装及测试厂商下发滚动预测及确定订单,由其采购必要物料,与封装及测试厂商按月结算,在收到发票后30日内向其付款。若确定订单低于预测,导致封装及测试厂商积压物料,公司负有赔偿责任。
 
公司其他组件根据销售计划采购,选择多家供应商。除自主研发IC外,公司产品使用组件包括PCB、其他电子组件、风扇、铝壳等,主要根据销售计划在国内采购。公司根据多个因素对其他组件供货商进行评估,包括经营规模、产品质量、质量控制效率、技术专长、价格、可靠性、交货能力、产能等,各类其他组件通常保持至少两家供货商。
 
公司委托第三方服务外包公司提供组装服务,月产能12万套。公司组装厂位于河北省,厂房建筑面积约7,539平米,拥有4条组装线,每月产能约12万套(假设每月20个工作日,每天工作8小时,每名装配人员每小时组装5套,每条组装线有38名组装员工)。公司组装厂目前未使用自动化组装线或设备,可根据采购订单调整装配工人班次,灵活调整产品产能。
 
公司积极控制存货,产品提供三个月免费质保。公司仓库位于北京,面积约1,130平米。公司为避免组件存货累积,根据每月及季度销售计划安排采购及交付各种组件,仅维持能够满足生产需要的组件存货;由于目前市场供需情况,拥有少量制成品存货。公司产品组件由相关供货商提供质保保障,通过不同渠道收集记录客户反馈、投诉,及时响应客户,只接受因重大瑕疵提供换货。
 
公司负责代工厂商间组件运输,为境外客户安排物流服务,国内客户自费安排装运。制造晶圆通常需要60天,封装及测试IC需要约15~18天。代工厂商交付IC后,公司运送IC到PCB制造商进行安装,而后把完成的电路板运送到河北厂房,与其他电子组件、风扇、铝壳组装。公司通过第三方物流服务供货商将产品送达境外客户指定地点,与物流公司按年签订协议,按月结算。
 
受益于比特币挖矿需求不断增长,公司毛利率持续增长总收入:2015~2017年分别为0.48亿、3.2亿(+562%)、13.1亿(+314%)。
 
净利润:2015~2017年分别为0.02亿、0.53亿(+3,377%)、3.61亿(+587%)。
 
毛利率:2015~2017年分别为29.1%、41.7%、46.2%。公司毛利率有所增长,主要因为2015~2016年阿瓦隆系列产品单位成本下降。公司2017年毛利率进一步增长,主要因为阿瓦隆系列产品平均售价上涨。
 
净利率:2015~2017年分别为3.2%、16.6%、27.6%。
 
经调整净利率(经调整净利等于年度利润扣除以股份为基础的酬薪开支):2015~2017年分别为3.2%、24.1%、36.0%。
 
公司历年财务简表(单位:百万元)

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
公司合并利润表(单位:百万元)

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
公司合并资产负债表(单位:百万元)

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
公司合并现金流量表(单位:百万元)

 
资料来源:公司公告、六合咨询
 
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来源: 六合咨询
原标题:2017年出售全球近2成比特币算力 7纳米芯片大幅提升挖矿效率
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